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    2020版新一线高考化学(苏教版)一轮复习讲义:第1部分专题5第1单元原子结构核外电子排布

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    第一单元 原子结构 核外电子排布

    考纲定位

    核心素养

    1.了解元素、核素和同位素的含义。

    2.了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数及它们之间的相互关系。

    3.了解原子的核外电子排布规律。掌握原子结构示意图、原子符号、离子符号、元素符号的表示方法。

    1.微观探析——从核电荷数、质子数、中子数、核外电子数及其排布掌握原子的微观结构。

    2.模型认知——根据核外电子排布规律领会原子结构模型。

    3.科学探究——能发现和提出有探究价值的原子结构及核外电子排布规律。

    考点一| 原子结构和核素、同位素

    1原子结构

    (1)原子的构成

    (2)核素(原子)符号表示

    AZX表示质子数为Z、质量数为A、中子数为AZ的核素,如氘H

    (3)微粒中的各数间的关系

    质量关系:质量数(A)质子数(Z)中子数(N)

    电性关系

    提醒:原子结构中的不一定

    (1)原子中不一定都含有中子,如H中没有中子;(2)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子,如互为同位素的各原子;(3)易失去1个电子形成+1价阳离子的不一定是金属原子,如氢原子失去1个电子形成H(4)形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子,如Li2电子稳定结构;(5)阳离子不一定均有电子,如H

    2元素、核素、同位素

    (1)三素关系及含义

    (2)几种重要的核素及其应用

    核素

    U

    C

    H

    H

    O

    用途

    核燃料

    用于考古断代

    氢弹

    示踪原子

    (3)氢元素的三种核素

    H:用字母H表示,名称为,不含中子。

    H:用字母D表示,名称为或重氢,含1个中子。

    H:用字母T表示,名称为或超重氢,含2个中子。

    提醒:(1)现行元素周期表已发现的元素有118种,由于同位素的存在,故核素(或原子)的种数远大于118种。(2)不同核素可能具有相同的质子数,如HH;也可能具有相同的中子数,如CO;也可能具有相同的质量数,如CN(3)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素。(4)同位素之间的转化,既不是物理变化也不是化学变化,是核反应。(5)同位素是指同一元素的不同原子间的关系,同素异形体是指同一元素的不同单质间的关系。

    1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

    (1)H2H2互为同位素。(  )

    (2)H2D2HD均为单质。(  )

    (3)质子数为35、中子数为45的该原子符号为Br(  )

    (4)D2OH2O中含有的质子数与中子数均不同。(  )

    答案:(1)× (2) (3) (4)×

    2(1)H的质子数为________,中子数为________,质量数为________Fe2的中子数为________,质子数为________,核外电子数为________Cl的中子数为________,质子数为________,核外电子数为________

    (2)2.0 g D2O中核外电子数为________,质子数为________,中子数为________

    答案:(1)1 2 3 30 26 24 20 17 18

    (2)6.02×1023 6.02×1023 6.02×1023

    考法1 原子结构的粒子构成及数目计算

    1(2019·邯郸模拟)下列说法不正确的是(  )

    质子数相同的粒子一定是同一元素 质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子,另一种是离子 电子数相同的粒子不一定是同种元素 一种元素不能形成不同单质 某元素的相对原子质量取整数值就是质量数

    A②④⑤ B①④⑤

    C②③④ D②③

    B [项,NH3H2O均有10个质子,不是同一元素;项,O元素可以形成O2O3两种单质;项,元素的相对原子质量是根据不同核素相对原子质量计算的平均值,不是质量数。]

    2.铁60同位素的现身,揭秘了超新星爆炸历史的真相。下列说法中正确的是(  )

    A.铁元素的质量数为60

    B.Fe的核内质子数比中子数多8

    CFeFe的核外电子数相同,属于同一种核素

    D30 g60中含有的中子约为17 mol

    D [Fe这种铁原子的质量数为60,而不是铁元素的质量数,A错;Fe的核内质子数(26)比中子数(34)8B错;FeFe的质子数相同但中子数不同,是两种不同的核素,C错;30 g 60Fe中含有的中子约为×34 mol17 molD正确。]

    3.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g Hm X中所含原子的物质的量为________,所含中子的物质的量为________,所含质子数为________,所含电子数为________

    答案:(m1) mol N mol (mAN)NA (mAN)NA

    考法2 元素、核素、同位素的判断

    4(2018·锦州期末)地表水和地下水都来源于大气降水,但重水和轻水中同位素含量是不同的,有时差别还相当大,氢包括两种稳定核素:HD,氧常见的核素16O17O18O,下列有关说法正确的是

    (  )

    AH2D2互为同分异构体,其化学性质完全相同

    BHOHOHO互为同位素,都能与金属钠发生反应

    C18O218O3互为同素异形体,其密度之比为23

    D.电解一定量的DO时,阴、阳两极所得气体的质量之比约为29

    D [同分异构体一般指分子式相同,结构不同的有机物,H2D2为组成和结构都相同的无机物,A错误;16O17O18O互为同位素,HOHOHO既不互为同位素,也不是同素异形体,B错误;18O218O3互为同素异形体,但只有在同温同压下,它们的密度之比才为23C错误;电解一定量的DO时,阴、阳两极会收集到物质的量之比为21D218O2,其质量之比约为29D正确。]

    5.同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是(  )

    A14C12C是两种不同的元素或核素

    B.通过化学变化可以实现16O18O之间的相互转化

    C35Cl237Cl2互为同素异形体

    D.铯元素的两种同位素中137Cs133Cs4个中子

    D [A项,14C12C是同种元素的不同核素,错误;B项,16O18O之间的相互转化实际上是改变原子核的结构,不属于化学变化的范围,错误;C项,35Cl237Cl2都是Cl2的单质,不是同素异形体,错误;D项,铯元素的两种同位素中137Cs133Cs4个中子,正确。]

    考点二| 核外电子排布与等电子粒子

    1核外电子排布规律

    提醒:核外电子排布的几条规律之间既相互独立,又相互统一,不能独立地应用其中一条,如M层最多排18个电子,但钾原子的M层排8个电子。

    2原子或离子结构示意图

    3等电子粒子

    (1)2电子粒子:HeHLiBe2H2

    (2)10电子粒子:

    (3)18电子粒子:

    1.在118号元素间选填相应元素符号。

    (1)原子序数与电子层数相同的元素为________

    (2)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:______;最外层电子数是次外层电子数3倍的元素:________;最外层电子数是次外层电子数4倍的元素:________

    (3)最外层电子数是电子层数3倍的元素:________

    答案(1)H (2)C O Ne (3)O

    2.下图为几种粒子结构示意图,完成以下填空。

    (1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号,下同)

    (2)具有稳定性结构的原子是________________

    (3)只能得电子的粒子是________;只能失电子的粒子是________

    答案:(1)③⑤ (2) (3)③⑤ ①④⑥

    考法1 核外电子排布规律的应用——元素推断

    1(2019·鞍山模拟)短周期元素XY,元素X原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;元素Y原子的M层电子数为(ab)L层电子数为(ab)。则XY两元素形成的化合物可能具有的性质是(  )

    A.和水反应  B.和硫酸反应

    C.和氢氧化钠反应 D.和氯气反应

    C [根据Y原子的L层电子数为(ab)M层电子数为(ab),知ab8,再根据X原子次外层电子数为b,可知b2,则a6,进而确定X为氧(O)Y为硅(Si)。两元素形成SiO2SiO2为酸性氧化物,可与NaOH反应。]

    2ABCD 4种元素的核电荷数依次增大,它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8A原子的L层电子数与KM层电子数之和相等,D原子的KL层电子数之和等于电子总数的一半。

    (1)4种元素的元素符号依次是A________B________C________D________

    (2)C的原子结构示意图为________

    (3)D的离子结构示意图为________

    (4)B的单质与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为

    _______________________________________________________

    (5)A单质与浓硫酸共热的化学方程式为_______________________

    _______________________________________________________

    解析:A原子的L层电子数与KM层电子数之和相等,所以A的核电荷数为2×816A为硫元素。D原子的KL层电子数之和等于电子总数的一半,所以D原子的核电荷数是(28)×220D为钙元素。根据核电荷数依次增大,它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8,可以判断出B为氯元素,C为钾元素。

    答案:(1)S Cl K Ca

    (2)

    (4)2Cl22Ca(OH)2===CaCl2Ca(ClO)22H2O

    (5)S2H2SO4()3SO22H2O

    考法2 等电子粒子及转化

    3.已知ABCD是中学化学中常见的四种不同多核粒子,它们之间存在如下关系:

    (1)如果ABCD均是10电子的粒子,请写出:

    AB反应的离子方程式为_________________________________

    (2)如果AC18电子的粒子,BD10电子的粒子,举例写出:

    AB在溶液中反应的离子方程式为________________________

    ________________________________________________________

    根据上述离子方程式,可以判断CB结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)_______________________________________

    (3)已知肼(H2N—NH2)和甲胺(H3C—NH2)都是18电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中得到启发,写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式:________________________________(至少写两个)

    解析:(1)ABCD均为10e粒子,根据图可知ANHB

    OHCNH3DH2O

    (2)AC18e粒子,BD10e粒子,由图示可知A可以为H2SBOH,则CHSDH2O

    (3)根据H2N—NH2H3C—NH2均为18e的分子,可得—NH2—CH3均为9e基团,其他为9e基团的还有—OH—F。故构成18e的有机分子为CH3—OHCH3—FCH3—CH3

    答案:(1)NHOHNH3H2O

    (2)H2SOH===HSH2O

    OH>HS(答案合理即可)

    (3)CH3—CH3CH3—FCH3—OH(任写两个)

    课堂反馈 真题体验

    1.下列说法正确的是________(填序号)

    (2018·全国卷)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA

    (2018·全国卷)24 g镁与27 g铝中,含有相同的质子数

    (2018·全国卷)1 mol重水与1 mol水中,中子数比为21

    (2018·全国卷)同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同

    (2017·全国卷)0.1 mol11B中,含有0.6NA个中子

    解析:项,24 g(1 mol)Mg含质子12 mol,27 g(1 mol)Al含质子13 mol项,1 mol D2O中含中子10NA,1 mol水中含中子8NA,中子数之比为54

    答案:①④⑤

    2(2015·全国卷)WXYZ均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0588,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(  )

    A.单质的沸点:W>X

    B.阴离子的还原性:W>Z

    C.氧化物的水化物的酸性:Y<Z

    DXY不能存在于同一离子化合物中

    B [WXYZ四种元素均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0588,故W是第1周期的H元素,X是第2周期的N元素,YZ是第3周期元素,因为四种元素的最外层电子数之和为18,故YZ最外层电子数之和为18(15)12,又因为第3周期主族元素最外层电子排布是17,故只有Y的最外层电子数是5Z的最外层电子数是7才能满足条件,则YP元素,ZCl元素。

    AH2N2都是分子晶体,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,故沸点:N2H2A不正确。

    BCl元素的非金属性强于H元素,元素得电子能力越强,其对应阴离子越不容易失去电子,故对应阴离子的还原性:Cl弱于HB正确。

    CP元素的非金属性弱于Cl元素的非金属性,元素非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,故酸性:H3PO4HClO4,题目中未说明最高价C不正确。

    D.铵盐是离子化合物,NP可能存在于同一离子化合物中,如(NH4)3PO4(NH4)2HPO4NH4H2PO4等,D不正确。]

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